一种两步法制备宽带隙钙钛矿层的方法及其电池技术

一种两步法制备宽带隙钙钛矿层的方法，包括以下步骤：沉积铅源；采用一步真空蒸沉积本征有机盐，退火得到宽带隙钙钛矿薄膜

【技术实现步骤摘要】
一种两步法制备宽带隙钙钛矿层的方法及其电池


：
[0001]本专利技术涉及太阳能电池领域，特别是涉及一种两步法制备宽带隙钙钛矿层的方法及其电池
。

技术介绍

[0002]钙钛矿电池由于其独特的光物理性质
、
加工工艺简单
、
电池效率较高以及成本较低而得道广泛的关注
。
真空气相沉积被广泛应用在
Si,CdTe
以及
CIGS
太阳能电池中
。
[0003]高效大面积宽带隙钙钛矿电池以及钙钛矿
/
硅叠层电池的制备长期以来受制于湿法工艺的不匹配，干法制备工艺作为高效大面积钙钛矿具备产业化的最优选择而越来越受到关注
。
但是干法工艺存在有机盐的蒸镀过程难以控制的问题，导致钙钛矿薄膜质量较差以及钙钛矿电池的重复性较差，而无法制备高效稳定钙钛矿太阳能电池
。
由于宽带隙钙钛矿薄膜的组成元素较多，在使用真空气相沉积钙钛矿宽带隙薄膜的过程中，热蒸发沉积有机盐的过程难以控制，因此容易造成产品不良或者在产品长期使用过程中效率的下降
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种两步法制备宽带隙钙钛矿层的方法及其电池，其减少使用真空气相沉积本征有机盐的步骤，通过共蒸发沉积本征有机盐以及添加剂，实现了干法制备宽带隙钙钛矿薄膜缺陷钝化功
、
带隙调节
、
能级调控以及薄膜质量的改善
。
[0005]一种两步法制备宽带隙钙钛矿层的方法，包括以下步骤：
[0006]A.
沉积铅源，所述铅源碘化铅
(PbI2)
，溴化铅
(PbBr2)
，氯化铅
(PbCl2)
，碘化铯
(CsI)
，溴化铯
(CsBr)
，氯化铯
(CsCl)
中的三种或三种以上混合物；
[0007]B.
采用一步真空蒸沉积本征有机盐，所述本征有机盐为碘甲脒
(FAI)、
溴甲脒
(FABr)、
氯甲脒
(FACl)、
硫氰酸甲脒
(FASCN)、
醋酸甲脒
(FACH3COO)、
碘甲胺
(MAI)、
溴甲胺
(MABr)、
氯甲胺
(MACl)、
醋酸甲胺
(MACH3COO)
硫氰酸甲胺
(MASCN)
的一种或多种；
[0008]C.
退火得到宽带隙钙钛矿薄膜
。
[0009]进一步地，所述本征有机盐组分的薄膜厚度为
0.1
埃～
10
微米
。
[0010]进一步地，所述步骤
B
中，本征有机盐与添加剂混合在一起共蒸发，所述添加剂为胍氢碘酸盐
(GAI)、
胍氢溴酸盐
(GABr)、
胍盐酸盐
(GACl)、
胍氢硫氰酸盐
(GASCN)、
硫氰酸甲胺
(MASCN)、
苯乙胺氢溴酸盐
(PEABr)、
苯乙胺盐酸盐
(PEACl)、
苯乙胺氢碘酸盐
(PEAI)
中的一种或多种
。
[0011]进一步地，所述步骤
A
采用共蒸发或连续真空沉积方式
。
[0012]进一步地，所述宽带隙钙钛矿层的化学式为
FA
a
MA
b
Cs
c
PbI
d
Br
e
Cl
f
；其中
a,b,c,d,e,f
取0～3之间的任意数值
。
[0013]一种宽带隙钙钛矿层电池，包括依次叠加的第一导电基底层
、
第一电荷传输层
、
宽带隙钙钛矿层
、
第二电荷传输层
、
第二电极结构，所述宽带隙钙钛矿层采用上述任一的方法制备
。
[0014]采用本专利技术的技术方案，具有以下技术效果：
[0015]沉积铅源后通过一步真空蒸沉积本征有机盐，退火得到宽带隙钙钛矿薄膜，通过共蒸发或连续蒸发沉积其他添加剂可以实现缺陷钝化功能或调控薄膜质量
、
带系，减少使用真空气相沉积本征有机盐的步骤，并且提高了产品的良率和使用效率
。
附图说明
[0016]图1为实施例的步骤示意图
。
具体实施方式
[0017]一种两步法制备宽带隙钙钛矿层的方法，包括以下步骤：
[0018]A.
沉积铅源，所述铅源碘化铅
(PbI2)
，溴化铅
(PbBr2)
，氯化铅
(PbCl2)
，碘化铯
(CsI)
，溴化铯
(CsBr)
，氯化铯
(CsCl)
中的三种或三种以上混合物；
[0019]B.
采用一步真空蒸沉积本征有机盐，所述本征有机盐为碘甲脒
(FAI)、
溴甲脒
(FABr)、
氯甲脒
(FACl)、
硫氰酸甲脒
(FASCN)、
醋酸甲脒
(FACH3COO)、
碘甲胺
(MAI)、
溴甲胺
(MABr)、
氯甲胺
(MACl)、
醋酸甲胺
(MACH3COO)
硫氰酸甲胺
(MASCN)
的一种或多种；
[0020]C.
退火得到宽带隙钙钛矿薄膜
。
[0021]进一步地，所述本征有机盐组分的薄膜厚度为
0.1
埃～
10
微米
。
[0022]进一步地，所述步骤
B
中，本征有机盐与添加剂混合在一起共蒸发，所述添加剂为胍氢碘酸盐
(GAI)、
胍氢溴酸盐
(GABr)、
胍盐酸盐
(GACl)、
胍氢硫氰酸盐
(GASCN)、
硫氰酸甲胺
(MASCN)、
苯乙胺氢溴酸盐
(PEABr)、
苯乙胺盐酸盐
(PEACl)、
苯乙胺氢碘酸盐
(PEAI)
中的一种或多种
。
[0023]进一步地，所述步骤
A
采用共蒸发或连续真空沉积方式
。
[0024]进一步地，所述宽带隙钙钛矿层的化学式为
FA
a
MA
b
Cs
c
PbI
d
Br
e
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种两步法制备宽带隙钙钛矿层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.
沉积铅源，所述铅源碘化铅
(PbI2)
，溴化铅
(PbBr2)
，氯化铅
(PbCl2)
，碘化铯
(CsI)
，溴化铯
(CsBr)
，氯化铯
(CsCl)
中的三种或三种以上混合物；
B.
采用一步真空蒸沉积本征有机盐，所述本征有机盐为碘甲脒
(FAI)、
溴甲脒
(FABr)、
氯甲脒
(FACl)、
硫氰酸甲脒
(FASCN)、
醋酸甲脒
(FACH3COO)、
碘甲胺
(MAI)、
溴甲胺
(MABr)、
氯甲胺
(MACl)、
醋酸甲胺
(MACH3COO)
硫氰酸甲胺
(MASCN)
的一种或多种；
C.
退火得到宽带隙钙钛矿薄膜
。2.
根据权利要求所述的两步法制备宽带隙钙钛矿层的方法，其特征在于，所述本征有机盐组分的薄膜厚度为
0.1
埃～
10
微米
。3.
根据权利要求所述的两步法制备宽带隙钙钛矿层的方法，其特征在于，所述步骤
B
中...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨柳，
申请(专利权)人：美能能源技术苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：